该被选择的基础上，计算在伺服马达，是，其具有盎司英寸的扭矩。该电动机被推荐，因为它比任何其他电机与同样规格便宜得多。由于我们需要更大的扭矩在关节，见公式，我们使用两个电动机在点处，以符合扭矩要求然而，个马达是不够的其它关节。采用两台电机的合资比使用个大电机盎司英寸便宜得多。图伺服电机可以在图中示出，其他有关的特征是，它们可以转动度，在毫秒和它们有各自克的重量。旦被定义为机器人手臂和电机的初始尺寸，设计进行了使用平台设计应仔细考虑丙烯酸类片材的厚度和该块将被彼此连接的方式。用于使机器人的聚丙烯酸酯片材是厚度和该薄片的选择，因为它更容易加工和更轻的重量以良好的抗性。在设计过程中，我们面临着由于强烈的加盟薄亚克力部分的方式有些困难。它是需要工具来烧，并加入丙烯酸零件和未提供的和球队认为机械结基于螺钉和螺母会比其他的替代品，如胶如多强。为了做到这点，个小的特征，设计这允许紧固用螺母，螺栓，而不必在薄的丙烯酸层的螺丝。这个过程的结果是在图所示立体设计。图机械手模型按照设计的结束，每个部分被印在满刻度的硬纸板，然后我们核实了所有尺寸和组件的接口。反过来，我们建立了机器人手臂的第个原型。接着，上述机器人手臂的部件从使用圆锯和皮肤的工具的聚丙烯酸酯片材进行机械加工。的详细说明在各部分被做在个专业工场因为机器人手臂的部分太小，这并不是件容易的实现这种小而准确的切割。在组装机器人部件的电机，几个问题弹出。有报道说，没有抵抗所述紧固，并且，反过来，可能会破裂的临界点因此，在这些点援军进行了审议。机器人手臂的最终结果示于图。图机械手总体装配图机械手逆运动为了验证机械臂的定位准确，逆运动学计算进行。这样的计算来获得每个电机从通过使用直角坐标系，图坐标系如图所示的位置上的角度各电动机将具有特定功能位于结合的位置的马达，在的最终元件轴，马达和的位置在和轴的最后个元件。该问题已经通过使用平面简化，如图在其下面的已知值被定义在前臂长度。臂长。在轴上的位置。在轴的位置。在轴的位置。利用三角关系，如图所示，和可以得到，如在方程可见，的马达角度。图平面马达将使用和马达被打算用。的角度为马达的计算公式为在等式。通过这些计算，伺服电机的角度得到，从而他们采取的行动，整个结构移动到特定位置。最终选择效应端部执行器可能是该系统的最重要和最复杂的部分之。明显的，它是非常容易和经济地使用商业人比构建它。端部执行器主要是根据应用和机器人臂完成的任务而变化它可以是气动，电动或液压。由于我们的机器人手臂是基于在电力系统中，我们可以选择末端效应器的电基础。此外，本系统的主要应用是处理，因此，我们的末端执行器的推荐类型是个夹持器，如图。图夹持器与伺服机械手的控制该机器人手臂能自动或手动控制。在手动模式下，训练有素的操作人员程序员通常使用的便携式控制装置示教教个机器人做手工任务。在机器人的速度这些编程会话是缓慢的。在目前的工作中，我们所包围的两种模式。个微控制器，个驱动器和个台电脑化用户界面三个层次的呈现机器人手臂的控制基本上由。该系统具有独特的特点，允许灵活的编程和控制方法，它是利用逆实施运动学此外它也可以在全手动模式下实现。控制的电子设计示于图。图控制器的电子方案用微控制器是个的，它有个名为的发展规划板，如图。图的微控制器板图伺服控制器驱动器编程语言非常类似于，但包括几个库，帮助在端口，定时器的控制和串行通信。该微控制器被选中因为它具有低的价格，这是很容易重新编程，该编程语言是简单的，并且中断可用于这个特定的芯片。所使用的驱动程序是个六通道微大师伺服控制器板。它支持三种控制方式直接连接到台计算机，串口与嵌入式系统，如的微控制器和内部脚本中使用自包含和主机无需控制器的应用。这个控制器，如图所示，包括位置和内置的速度和加速度控器微秒分辨率用户界面取决于所使用的控制方法，即，逆运动学或全手动模式。在下文中，每个接口描述逆运动学控制在这种控制方法中，用户输入的坐标系统中的位置，其中夹爪应。至于后果，接口与通过个可视化的用户生成的，如图图的用户界面程序将自动执行逆运动学的计算，以得到每个电机应具有的角度，然后发送个命令要么到微控制器，或直接将机器人移动到指定的位置的驱动器。通信是通过协议进行。在下文中，您可能会看到的用户界面的输入和输出。的用户界面输入轴位置。轴的位置。轴位置。夹持器打开。叼纸牙攻角。串行端口。的，如图。图的微控制器板图伺服控制器驱动器编程语言非常类似于，但包括几个库，帮助在端口，定时器的控制和串行通信。该微控制器被选中因为它具有低的价格，这是很容易重新编程，该编程语言是简单的，并且中断可用于这个特定的芯片。所使用的驱动程序是个六通道微大师伺服控制器板。它支持三种控制方式直接连接到台计算机，串口与嵌入式系统，如的微控制器和内部脚本中使用自包含和主机无需控制器的应用。这个控制器，如图所示，包括位置和内置的速度和加速度控器微秒分辨率用户界面取决于所使用的控制方法，即，逆运动学或全手动模式。在下文中，每个接口描述逆运动学控制在这种控制方法中，用户输入的坐标系统中的位置，其中夹爪应。至于后果，接口与通过个可视化的用户生成的，如图图的用户界面程序将自动执行逆运动学的计算，以得到每个电机应具有的角度，然后发送个命令要么到微控制器，或直接将机器人移动到指定的位置的驱动器。通信是通过协议进行。在下文中，您可能会看到的用户界面的输入和输出。的用户界面输入轴位置。轴的位置。轴位置。夹持器打开。叼纸牙攻角。串行端口。的用户界面输出是电机角。电机角度。电机角度。电机角。攻角。姿势角度这样的输出变量进行处理，并通过适当的方式发送的，这样的信息可以在个正确的方式来解释。该输出是通过其连通于控制器串行端口发送。当按钮移动被点击时，个过程将发生，如图图程序流程在图中，随着这个动作，所述机器人臂将根据所输入的值改变其位置。此外，它有个待机按钮，停止该通信控制器。这种方法的主要优点是，它使用移动的有效方法，并提供进步的功能，可以实现，比如位置和顺序学习。的缺点，另方面，是使具有有效的角度逆运动学计算之后可能的位置是非常有限的，因为伺服电机有˚个约束。手动这种类型的控制是我们的系统，在特定的位置有用多了种选择。在强制的情况下持仓逆运动学模式不能计算其有效的角度，我们可以用手动控制来代替。基本上，手动控制包括系列模拟输入，诸如电位器，种是与这将解释该值并发送个命令到伺服驱动器的微控制器相连。为了实现这点，个控制板，如图图电位器板应该被构建为个接口与用户的工作。可能实现包括教学功能，使微控制器存储在内存中，并通过键盘或系列交换机，我们可能还记得这些职位的职位。测试和验证若干测试是验证该机器人臂和它的组件。测验涉及的特定元件和整个系统的，如图所示。图机械手测试微控制器测试是由软件发送不同的命令给单片机，检查这是连接到开启或关闭取决于命令伺服电机的输出发生变化。伺服电动机分别通过发送不同的直接脉冲到每个伺服电动机和验证移动到合适的位置的响应之后进行测试。我们使用的标记知道在哪里的初始位置是和最终电机的位置是通过与微控制器发送信号，并且，反过来，它是由伺服解释和比较，由编码器提供的信号，从而在旋转到所需的位置来确定。在测试过程中，伺服电动机是因为不正确的极化的不致性与机器人臂系统。伺服电机驱动器中使用软件发送命令到发送的特定命令其中有台电机连接根据称道改变位置的驱动微控制器也测试。要注意到，在这点很重要开始个项目的不同的伺服电机驱动器被选中，但与他们和微控制器之间的通信几个问题都存在。所以，我们选择个驱动器，允许数据被直接从计算机发送到它与只有个线，所以，微控制器将仅在箱子的使用实现手动控制。其他测试，以验证整个系统的功能，图机器人手臂的动作如显示在图中通过引入在界面中的特定位置和测量，以验证个参考点和最后点之间的距离发生了那些测试该从逆正确变换到正运动学，指定的角度和马达的转动之间的关系。机器人手臂的测试和验证是需要细长时间，因为需要几次迭代的任务之。在我们的测试中，很多问题出现的的角度计算，电机的校正，问题与物理角度和位置测量，因为这是没有预料过载烧毁伺服电机之。结果与讨论伺服电机运动范围伺服电机的极限得到规范，因为这种类型的电机都包含有小于度的跨度。实际范围为所有电机被发现是在范围度，如表所示的这清楚地表明，机器人手臂的实际操作是从机架的情况下不同。表电机角的范围电动机角度范围电机˚电机˚电机˚电机˚电机攻击角度˚电流消耗消耗电流取决于负载和机器人臂的运动的类型。在目前的研究中，有个级别的电流消耗为低从到。这种消费发生时，机器人处于静止状态不运动的情况下。正常从到。这件事发生时，机器人手臂移动与能力去目标没有很大的扭矩需求。高到毫安。达到按账面负载的开头这个范围。通过克服的惯性载荷的初始瞬间，在正常范围内发生的地方。过电流超过。负荷太重，电机不能动弹。为在此条件下被用于多于分钟，将马达烧毁，也就是说，它是不可能使用的任何多最大负载这些结果是用不同的权重得到的袋玉米被用于与规模来决定包的体重。结果进行了使用机器人手臂拿起袋子，并将其移动到特定位置。表的电流消耗袋玉米的不同权重。从表中可以看出，该机器人可在负载没有问题的移动超过克以下。在负载克，机器人手臂开始有困难，并通过克后发生严重的情况，其中愤怒可逆的损害可发生在马达。最终位置结果表明，该机器人臂的精度移动至不同的重量克，结果列于表，如图所示，在机器人手臂能够执行移动到指定的位置。然而，这种移动不平滑，有时马达没有足够的力，尤其是当负载很重。此外，些问题可能会由于同步两个底部的电机。两个电机的